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Brüche darstellen

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4114226
Stelle den Bruch \(\frac{3}{10}\) auf zwei verschiedene Arten als Summe von Stammbrüchen dar. Ein Stammbruch ist ein Bruch, der im Zähler eine \(1\) stehen hat. a) Benutze mehrmals denselben Stammbruch. b) Benutze zwei verschiedene Stammbrüche.

Denkanstöße

- Was ist das Besondere an einem Stammbruch? - Wie oft passt der Teil \(\frac{1}{10}\) in das Ganze \(\frac{3}{10}\)? - Kannst du \(\frac{3}{10}\) in zwei Brüche aufteilen, von denen sich einer kürzen lässt?

Lösung

1. Identifikation des Zählers: Der Zähler \(3\) gibt an, wie oft der Stammbruch \(\frac{1}{10}\) addiert werden muss, um \(\frac{3}{10}\) zu erhalten: \(\frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}\). 2. Zerlegung in verschiedene Stammbrüche: Da \(\frac{3}{10} = \frac{2}{10} + \frac{1}{10}\) gilt und der Bruch \(\frac{2}{10}\) zu \(\frac{1}{5}\) gekürzt werden kann, ergibt sich die Darstellung \(\frac{1}{5} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}\).

Antwort

a) \(\frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10}\) b) \(\frac{1}{5} + \frac{1}{10}\)
4114196
Ein Stammbruch ist ein Bruch mit dem Zähler 1, wie zum Beispiel \(\frac{1}{2}\), \(\frac{1}{3}\) oder \(\frac{1}{10}\). Im alten Ägypten wurden Brüche als Summe von verschiedenen Stammbrüchen geschrieben. Stelle den Bruch \(\frac{3}{4}\) als Summe von zwei unterschiedlichen Stammbrüchen dar. Erkläre kurz dein Vorgehen.

Denkanstöße

- Welcher Stammbruch ist etwas kleiner als der gesuchte Bruch? - Was bleibt übrig, wenn du diesen Stammbruch vom ursprünglichen Bruch abziehst? - Kannst du den Rest als einen weiteren Stammbruch erkennen?

Lösung

1. Suche einen Stammbruch, der kleiner ist als \(\frac{3}{4}\), zum Beispiel \(\frac{1}{2}\). 2. Berechne die Differenz: \(\frac{3}{4} - \frac{1}{2} = \frac{3}{4} - \frac{2}{4} = \frac{1}{4}\). 3. Da das Ergebnis \(\frac{1}{4}\) ebenfalls ein Stammbruch ist und sich von \(\frac{1}{2}\) unterscheidet, lautet die Summe: \(\frac{3}{4} = \frac{1}{2} + \frac{1}{4}\).

Antwort

\(\frac{3}{4} = \frac{1}{2} + \frac{1}{4}\)
4114236
Lina möchte den Bruch \(\frac{5}{12}\) zerlegen. a) Schreibe \(\frac{5}{12}\) als Summe von fünf gleichen Stammbrüchen. b) Finde zwei unterschiedliche Stammbrüche, deren Summe genau \(\frac{5}{12}\) ergibt. Zeige deine Rechnung.

Denkanstöße

- Erinnere dich, wie man Brüche mit gleichem Nenner addiert. - Suche nach Zahlen, die Teiler von \(12\) sind und zusammen \(5\) ergeben. - Vergiss nicht zu kürzen, um echte Stammbrüche zu erhalten.

Lösung

1. Zerlegung in gleiche Stammbrüche: Der Zähler \(5\) bestimmt die Anzahl der Summanden. Es gilt \(\frac{5}{12} = \frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12}\). 2. Suche nach verschiedenen Stammbrüchen: Es werden Teiler des Nenners \(12\) gesucht, deren Summe den Zähler \(5\) ergibt. Die Teiler von \(12\) sind \(1, 2, 3, 4, 6, 12\). 3. Möglichkeit 1: Die Summe \(2 + 3 = 5\) führt zu \(\frac{2}{12} + \frac{3}{12}\). Gekürzt ergibt dies \(\frac{1}{6} + \frac{1}{4}\). Rechnung: \(\frac{1}{6} + \frac{1}{4} = \frac{2}{12} + \frac{3}{12} = \frac{5}{12}\). 4. Möglichkeit 2: Die Summe \(1 + 4 = 5\) führt zu \(\frac{1}{12} + \frac{4}{12}\). Gekürzt ergibt dies \(\frac{1}{12} + \frac{1}{3}\). Rechnung: \(\frac{1}{12} + \frac{1}{3} = \frac{1}{12} + \frac{4}{12} = \frac{5}{12}\).

Antwort

a) \(\frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12} + \frac{1}{12}\) b) Zum Beispiel \(\frac{1}{4} + \frac{1}{6}\) oder \(\frac{1}{3} + \frac{1}{12}\).
4114346
In der Mathematik nennt man Brüche mit dem Zähler 1 „Stammbrüche“ (zum Beispiel \(\frac{1}{2}\), \(\frac{1}{3}\) oder \(\frac{1}{10}\)). Zerlege den Bruch \(\frac{5}{6}\) in eine Summe von zwei verschiedenen Stammbrüchen.

Denkanstöße

- Was zeichnet einen Stammbruch aus? - Was musst du tun, bevor du Brüche mit verschiedenen Nennern addierst? - Schau dir die Teiler des Nenners 6 an.

Lösung

1. Ein Stammbruch hat die Form \(\frac{1}{n}\). 2. Suche zwei Brüche \(\frac{1}{a}\) und \(\frac{1}{b}\), deren Summe \(\frac{5}{6}\) ergibt. 3. Durch Probieren oder Überlegen der Teiler von 6 findet man \(\frac{1}{2} + \frac{1}{3}\). 4. Rechnung: \(\frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{3}{6} + \frac{2}{6} = \frac{5}{6}\).

Antwort

\(\frac{5}{6} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3}\)
4114406
Gegeben ist die Gleichung \(\frac{1}{5} = \frac{1}{6} + \frac{1}{x}\). Bestimme die natürliche Zahl \(x\) und zeige durch eine Rechnung mit dem Hauptnenner, dass die Gleichung korrekt ist.

Denkanstöße

- Was musst du tun, um Brüche mit unterschiedlichen Nennern voneinander abziehen zu können? - Wie hängen die Zahlen 5, 6 und das gesuchte \(x\) zusammen? - Kannst du die Gleichung so umstellen, dass der unbekannte Teil alleine auf einer Seite steht?

Lösung

1. Um \(x\) zu finden, wird die Gleichung nach \(\frac{1}{x}\) umgestellt: \(\frac{1}{x} = \frac{1}{5} - \frac{1}{6}\). 2. Subtraktion der Brüche durch Bildung des Hauptnenners \(30\): \(\frac{1}{5} - \frac{1}{6} = \frac{6}{30} - \frac{5}{30} = \frac{1}{30}\). 3. Durch Vergleich ergibt sich \(x = 30\). 4. Überprüfung der Summe: \(\frac{1}{6} + \frac{1}{30} = \frac{5}{30} + \frac{1}{30} = \frac{6}{30}\). 5. Kürzen des Ergebnisses: \(\frac{6}{30} = \frac{1}{5}\).

Antwort

\(x = 30\). Die Rechnung lautet: \(\frac{1}{6} + \frac{1}{30} = \frac{5}{30} + \frac{1}{30} = \frac{6}{30} = \frac{1}{5}\).
4114206
Man kann einen Bruch oft auf verschiedene Weisen in unterschiedliche Stammbrüche zerlegen. Finde zwei verschiedene Darstellungen für den Bruch \(\frac{2}{5}\): 1. Als Summe von genau zwei unterschiedlichen Stammbrüchen. 2. Als Summe von genau drei unterschiedlichen Stammbrüchen.

Denkanstöße

- Probiere, den Bruch von einer größeren Zahl (wie \(\frac{1}{3}\) oder \(\frac{1}{4}\)) abzuziehen und schaue, was übrig bleibt. - Kannst du den verbleibenden Rest vielleicht noch einmal aufteilen? - Achte darauf, dass in deiner Summe kein Nenner doppelt vorkommt.

Lösung

1. Für zwei Stammbrüche: Suche den größten Stammbruch kleiner als \(\frac{2}{5}\). Da \(\frac{1}{2} = 0{,}5\) und \(\frac{1}{3} \approx 0{,}33\), passt \(\frac{1}{3}\). Rechnung: \(\frac{2}{5} - \frac{1}{3} = \frac{6}{15} - \frac{5}{15} = \frac{1}{15}\). Also \(\frac{2}{5} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\). 2. Für drei Stammbrüche: Wähle einen kleineren ersten Stammbruch, z. B. \(\frac{1}{4}\). Rechnung: \(\frac{2}{5} - \frac{1}{4} = \frac{8}{20} - \frac{5}{20} = \frac{3}{20}\). Zerlege \(\frac{3}{20}\) weiter in \(\frac{2}{20} + \frac{1}{20}\), also \(\frac{1}{10} + \frac{1}{20}\). Die Gesamtsumme ist \(\frac{2}{5} = \frac{1}{4} + \frac{1}{10} + \frac{1}{20}\).

Antwort

Mögliche Lösungen: 1. \(\frac{2}{5} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\) 2. \(\frac{2}{5} = \frac{1}{4} + \frac{1}{10} + \frac{1}{20}\)
4114246
Jeder Bruch lässt sich als Summe von Stammbrüchen darstellen. 1. Zeige durch eine Rechnung mit Hauptnenner, dass \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} = \frac{2}{3}\) gilt. 2. Warum ist es im Allgemeinen viel einfacher, einen Bruch wie \(\frac{2}{3}\) als Summe von gleichen Stammbrüchen (hier \(\frac{1}{3} + \frac{1}{3}\)) darzustellen, anstatt verschiedene Stammbrüche zu suchen? Erkläre kurz.

Denkanstöße

- Wie findet man einen gemeinsamen Nenner für \(2\) und \(6\)? - Überlege dir ein einfaches Rezept: Was musst du tun, um \(\frac{7}{8}\) mit gleichen Stammbrüchen zu schreiben? Ist das schwieriger als mit verschiedenen?

Lösung

1. Berechnung der Summe: Der Hauptnenner von \(2\) und \(6\) ist \(6\). Erweitern von \(\frac{1}{2}\) mit \(3\) ergibt \(\frac{3}{6}\). Die Addition lautet \(\frac{3}{6} + \frac{1}{6} = \frac{4}{6}\). Kürzen des Ergebnisses mit \(2\) führt zu \(\frac{2}{3}\). 2. Begründung der Einfachheit: Bei gleichen Stammbrüchen muss man lediglich den Nenner des ursprünglichen Bruchs beibehalten und den Stammbruch so oft addieren, wie der Zähler angibt (hier \(2\)-mal \(\frac{1}{3}\)). Dies erfordert keine Suche nach passenden Teilern oder das Bilden eines Hauptnenners, wie es bei verschiedenen Stammbrüchen notwendig ist.

Antwort

1. \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} = \frac{3}{6} + \frac{1}{6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}\). 2. Es ist einfacher, weil man den Stammbruch mit dem vorhandenen Nenner einfach so oft aufschreibt, wie der Zähler angibt. Man muss nicht erst mühsam nach passenden Teilern oder Kombinationen suchen.
4114266
Man kann Brüche oft auf verschiedene Weise durch Stammbrüche (Brüche mit dem Zähler 1) ausdrücken. a) Stelle den Bruch \(\frac{2}{5}\) als Summe von zwei verschiedenen Stammbrüchen dar. b) Stelle den Bruch \(\frac{2}{5}\) als Differenz von zwei verschiedenen Stammbrüchen dar.

Denkanstöße

- Erinnere dich: Ein Stammbruch hat immer die 1 im Zähler. - Für die Summe: Erweitere den Bruch so, dass du den neuen Zähler in Teiler des neuen Nenners zerlegen kannst. - Für die Differenz: Welcher Stammbruch ist nur ein kleines bisschen größer als dein Zielbruch?

Lösung

1. Teil a): Erweitere \(\frac{2}{5}\) auf den Nenner 15: \(\frac{2}{5} = \frac{6}{15}\). Zerlege den Zähler 6 als \(5 + 1\). Dann gilt \(\frac{6}{15} = \frac{5}{15} + \frac{1}{15} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\). 2. Teil b): Suche einen Stammbruch, der etwas größer ist als \(\frac{2}{5} = 0{,}4\). Der Stammbruch \(\frac{1}{2} = 0{,}5\) ist geeignet. 3. Berechne die Differenz: \(\frac{1}{2} - \frac{2}{5} = \frac{5}{10} - \frac{4}{10} = \frac{1}{10}\). 4. Stelle die Gleichung um: \(\frac{2}{5} = \frac{1}{2} - \frac{1}{10}\).

Antwort

a) \(\frac{2}{5} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\) b) \(\frac{2}{5} = \frac{1}{2} - \frac{1}{10}\)
4114296
Man kann den Bruch \(\frac{2}{9}\) auf verschiedene Arten als Summe von verschiedenen Stammbrüchen darstellen. a) Überprüfe durch Rechnung, ob die Gleichung \(\frac{2}{9} = \frac{1}{5} + \frac{1}{45}\) stimmt. b) Zeige, dass man \(\frac{2}{9}\) auch als Summe von drei verschiedenen Stammbrüchen schreiben kann: \(\frac{2}{9} = \frac{1}{9} + \frac{1}{10} + \frac{1}{90}\).

Denkanstöße

- Wie addiert man Brüche mit unterschiedlichen Nennern? - Was ist das kleinste gemeinsame Vielfache der Nenner? - Vergiss nicht, dein Ergebnis am Ende zu kürzen, um es mit dem Zielwert zu vergleichen.

Lösung

1. Überprüfung Teil a): Gemeinsamer Nenner von \(\frac{1}{5}\) und \(\frac{1}{45}\) ist \(45\). Rechnung: \(\frac{9}{45} + \frac{1}{45} = \frac{10}{45}\). Durch Kürzen mit \(5\) erhält man \(\frac{2}{9}\). 2. Überprüfung Teil b): Gemeinsamer Nenner von \(\frac{1}{9}\), \(\frac{1}{10}\) und \(\frac{1}{90}\) ist \(90\). Rechnung: \(\frac{10}{90} + \frac{9}{90} + \frac{1}{90} = \frac{20}{90}\). Durch Kürzen mit \(10\) erhält man \(\frac{2}{9}\).

Antwort

Beide Rechnungen sind korrekt: a) \(\frac{9}{45} + \frac{1}{45} = \frac{10}{45} = \frac{2}{9}\) b) \(\frac{10}{90} + \frac{9}{90} + \frac{1}{90} = \frac{20}{90} = \frac{2}{9}\)
4114356
Gegeben ist der Bruch \(\frac{7}{12}\). a) Finde zwei verschiedene Stammbrüche, deren Summe genau \(\frac{7}{12}\) ergibt. b) Findest du auch eine Möglichkeit, \(\frac{7}{12}\) als Summe von drei verschiedenen Stammbrüchen zu schreiben? Gib ein Beispiel an.

Denkanstöße

- Kannst du den Zähler 7 in eine Summe von Zahlen zerlegen, die Teiler von 12 sind? - Wenn du bereits zwei Brüche gefunden hast, kannst du einen davon vielleicht noch einmal aufteilen? - Erinnere dich daran, wie man Brüche auf einen gemeinsamen Nenner bringt.

Lösung

1. Teil a: Suche zwei Stammbrüche \(\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{7}{12}\). Mögliche Lösungen sind \(\frac{1}{3} + \frac{1}{4}\) (da \(\frac{4+3}{12} = \frac{7}{12}\)) oder \(\frac{1}{2} + \frac{1}{12}\) (da \(\frac{6+1}{12} = \frac{7}{12}\)). 2. Teil b: Zerlege einen der Stammbrüche aus Teil a weiter oder suche direkt drei Brüche. Zum Beispiel: \(\frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\). 3. Überprüfung: \(\frac{4}{12} + \frac{2}{12} + \frac{1}{12} = \frac{7}{12}\).

Antwort

a) Zum Beispiel: \(\frac{1}{3} + \frac{1}{4}\) oder \(\frac{1}{2} + \frac{1}{12}\) b) Zum Beispiel: \(\frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\)
4114416
Ein Stammbruch ist ein Bruch mit dem Zähler \(1\). Man kann den Stammbruch \(\frac{1}{4}\) auf zwei verschiedene Weisen als Summe von zwei unterschiedlichen Stammbrüchen schreiben. Finde beide Möglichkeiten und weise ihre Richtigkeit rechnerisch nach.

Denkanstöße

- Probiere systematisch Stammbrüche aus, die etwas kleiner als \(\frac{1}{4}\) sind. - Wenn du einen Teil der Summe festlegst, wie kannst du dann den fehlenden Teil berechnen? - Denk daran, dass die beiden Nenner in deiner Lösung unterschiedlich sein müssen.

Lösung

1. Suche nach Paaren \((a, b)\) mit \(a < b\), sodass \(\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{1}{4}\). Da die Brüche kleiner als \(\frac{1}{4}\) sein müssen, müssen \(a\) und \(b\) größer als \(4\) sein. 2. Erste Möglichkeit: Wähle \(a = 5\). Dann ist \(\frac{1}{b} = \frac{1}{4} - \frac{1}{5} = \frac{5-4}{20} = \frac{1}{20}\). Also \(a=5, b=20\). 3. Zweite Möglichkeit: Wähle \(a = 6\). Dann ist \(\frac{1}{b} = \frac{1}{4} - \frac{1}{6} = \frac{3-2}{12} = \frac{1}{12}\). Also \(a=6, b=12\). 4. Nachweis 1: \(\frac{1}{5} + \frac{1}{20} = \frac{4}{20} + \frac{1}{20} = \frac{5}{20} = \frac{1}{4}\). 5. Nachweis 2: \(\frac{1}{6} + \frac{1}{12} = \frac{2}{12} + \frac{1}{12} = \frac{3}{12} = \frac{1}{4}\).

Antwort

Die beiden Möglichkeiten sind: 1. \(\frac{1}{4} = \frac{1}{5} + \frac{1}{20}\) 2. \(\frac{1}{4} = \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\)
4114446
Brüche mit dem Zähler \(2\) und einem ungeraden Nenner lassen sich oft nach einem bestimmten Muster zerlegen: \(\frac{2}{3} = \frac{1}{2} + \frac{1}{6}\) \(\frac{2}{5} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\) \(\frac{2}{7} = \frac{1}{4} + \frac{1}{28}\) a) Welches Muster erkennst du für den Nenner des ersten Stammbruchs im Vergleich zum Nenner des ursprünglichen Bruchs? b) Nutze deine Entdeckung, um die Brüche \(\frac{2}{9}\) und \(\frac{2}{13}\) auf die gleiche Weise in zwei Stammbrüche zu zerlegen.

Denkanstöße

- Schau dir an, wie man aus der \(3\) eine \(2\), aus der \(5\) eine \(3\) und aus der \(7\) eine \(4\) macht. Welche Rechenoperation hilft hier? - Wenn du den ersten Stammbruch gefunden hast, wie kannst du den Rest berechnen? - Fällt dir eine Beziehung zwischen dem ursprünglichen Nenner und dem Nenner des zweiten Stammbruchs auf?

Lösung

1. Analyse des Musters für den ersten Nenner: Bei \(\frac{2}{3}\) ist er \(2\) (was \((3+1):2\) entspricht), bei \(\frac{2}{5}\) ist er \(3\) (\((5+1):2\)), bei \(\frac{2}{7}\) ist er \(4\) (\((7+1):2\)). Der erste Nenner ist also immer die Hälfte des um \(1\) erhöhten ursprünglichen Nenners. 2. Berechnung für \(\frac{2}{9}\): Erster Nenner ist \((9+1):2 = 5\). Zweiter Stammbruch durch Subtraktion: \(\frac{2}{9} - \frac{1}{5} = \frac{10}{45} - \frac{9}{45} = \frac{1}{45}\). Ergebnis: \(\frac{1}{5} + \frac{1}{45}\). 3. Berechnung für \(\frac{2}{13}\): Erster Nenner ist \((13+1):2 = 7\). Zweiter Stammbruch durch Subtraktion: \(\frac{2}{13} - \frac{1}{7} = \frac{14}{91} - \frac{13}{91} = \frac{1}{91}\). Ergebnis: \(\frac{1}{7} + \frac{1}{91}\).

Antwort

a) Der Nenner des ersten Stammbruchs ergibt sich, indem man zum Nenner des Ausgangsbruchs \(1\) addiert und das Ergebnis durch \(2\) teilt. b) \(\frac{2}{9} = \frac{1}{5} + \frac{1}{45}\) und \(\frac{2}{13} = \frac{1}{7} + \frac{1}{91}\).
4118416
Welche der folgenden Summen aus verschiedenen Stammbrüchen haben den gleichen Wert wie der Bruch \(\frac{2}{3}\)? Überprüfe dies durch Rechnung. A) \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6}\) B) \(\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\) C) \(\frac{1}{2} + \frac{1}{10} + \frac{1}{15}\)

Denkanstöße

- Um Brüche zu addieren, musst du sie zuerst auf einen gemeinsamen Nenner bringen. - Was ist das kleinste gemeinsame Vielfache der Nenner in jeder Teilaufgabe? - Vergiss nicht, das Ergebnis am Ende so weit wie möglich zu kürzen, um es mit \(\frac{2}{3}\) vergleichen zu können.

Lösung

1. Überprüfung von A: Bestimmung des Hauptnenners 6. \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} = \frac{3}{6} + \frac{1}{6} = \frac{4}{6}\). Kürzen durch 2 ergibt \(\frac{2}{3}\). (Richtig) 2. Überprüfung von B: Bestimmung des Hauptnenners 12. \(\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12} = \frac{6}{12} + \frac{3}{12} + \frac{1}{12} = \frac{10}{12}\). Kürzen durch 2 ergibt \(\frac{5}{6}\). (Falsch) 3. Überprüfung von C: Bestimmung des Hauptnenners 30. \(\frac{1}{2} + \frac{1}{10} + \frac{1}{15} = \frac{15}{30} + \frac{3}{30} + \frac{2}{30} = \frac{20}{30}\). Kürzen durch 10 ergibt \(\frac{2}{3}\). (Richtig)

Antwort

Die Summen A und C sind gleich \(\frac{2}{3}\).
4114216
Die Darstellung als Summe von Stammbrüchen kann manchmal sehr lange Ketten ergeben. Man kann auch untersuchen, ob eine Darstellung mithilfe einer Differenz kürzer wird. a) Zerlege den Bruch \(\frac{3}{7}\) in eine Summe von drei verschiedenen Stammbrüchen. b) Stelle denselben Bruch \(\frac{3}{7}\) als Differenz von nur zwei Stammbrüchen dar. c) Vergleiche beide Ergebnisse. Welchen Vorteil bietet die Subtraktion in diesem Fall?

Denkanstöße

- Für die Summe: Was passiert, wenn du immer den größtmöglichen Stammbruch abziehst? - Für die Differenz: Welcher Stammbruch liegt ganz knapp oberhalb von \(\frac{3}{7}\)? - Überlege dir, welche der beiden Rechnungen für dich einfacher im Kopf oder auf dem Papier durchzuführen war.

Lösung

1. Teil a: Suche Stammbrüche. \(\frac{3}{7} - \frac{1}{3} = \frac{9}{21} - \frac{7}{21} = \frac{2}{21}\). Dann \(\frac{2}{21} - \frac{1}{11} = \frac{22}{231} - \frac{21}{231} = \frac{1}{231}\). Eine mögliche Summe ist \(\frac{1}{3} + \frac{1}{11} + \frac{1}{231}\). 2. Teil b: Suche einen Stammbruch, der etwas größer ist als \(\frac{3}{7}\). Da \(\frac{3}{7} \approx 0{,}428\), ist \(\frac{1}{2} = 0{,}5\) geeignet. Berechnung: \(\frac{1}{2} - \frac{3}{7} = \frac{7}{14} - \frac{6}{14} = \frac{1}{14}\). Also gilt \(\frac{3}{7} = \frac{1}{2} - \frac{1}{14}\). 3. Teil c: Die Darstellung mit Subtraktion benötigt weniger Terme (nur zwei statt drei) und die Nenner sind deutlich kleiner und handlicher.

Antwort

a) Zum Beispiel \(\frac{3}{7} = \frac{1}{3} + \frac{1}{11} + \frac{1}{231}\) b) \(\frac{3}{7} = \frac{1}{2} - \frac{1}{14}\) c) Die Darstellung mit Subtraktion ist kürzer und verwendet kleinere Nenner.
4114276
Jeder Stammbruch \(\frac{1}{n}\) mit \(n \ge 3\) lässt sich als Differenz von zwei anderen Stammbrüchen schreiben. a) Bestimme zwei Stammbrüche, deren Differenz genau \(\frac{1}{6}\) ergibt. b) Es gibt eine allgemeine Regel für diese Zerlegung: \(\frac{1}{n} = \frac{1}{n-1} - \frac{1}{x}\). Berechne den Wert für \(x\), wenn \(n = 10\) ist. Überprüfe dein Ergebnis durch eine Rechnung.

Denkanstöße

- Wenn du eine Differenz suchst, die einen bestimmten Wert ergibt, fange mit einem Wert an, der knapp größer ist. - Was passiert, wenn du zwei Brüche mit verschiedenen Nennern subtrahierst? Wie findest du den Hauptnenner? - Kannst du ein Muster bei den Nennern in Teil a) erkennen, das dir bei Teil b) hilft?

Lösung

1. Teil a): Nutze die Idee, einen etwas größeren Stammbruch zu wählen. Für \(\frac{1}{6}\) ist \(\frac{1}{5}\) der nächstgrößere Stammbruch. 2. Differenz berechnen: \(\frac{1}{5} - \frac{1}{6} = \frac{6}{30} - \frac{5}{30} = \frac{1}{30}\). Also \(\frac{1}{6} = \frac{1}{5} - \frac{1}{30}\). 3. Teil b): Setze \(n = 10\) in den ersten Teil der Formel ein: \(\frac{1}{10} = \frac{1}{9} - \frac{1}{x}\). 4. Um \(x\) zu finden, berechne \(\frac{1}{9} - \frac{1}{10} = \frac{10}{90} - \frac{9}{90} = \frac{1}{90}\). 5. Daraus folgt \(x = 90\). 6. Probe: \(\frac{1}{9} - \frac{1}{90} = \frac{10}{90} - \frac{1}{90} = \frac{9}{90} = \frac{1}{10}\). Das Ergebnis ist korrekt.

Antwort

a) \(\frac{1}{6} = \frac{1}{5} - \frac{1}{30}\) b) \(x = 90\). Die Rechnung lautet: \(\frac{1}{9} - \frac{1}{90} = \frac{10}{90} - \frac{1}{90} = \frac{9}{90} = \frac{1}{10}\).
4114306
Es gibt einen Trick, um einen Stammbruch in zwei kleinere Stammbrüche zu zerlegen: \(\frac{1}{n} = \frac{1}{n+1} + \frac{1}{n \cdot (n+1)}\) Beispiel für \(n=4\): \(\frac{1}{4} = \frac{1}{4+1} + \frac{1}{4 \cdot 5} = \frac{1}{5} + \frac{1}{20}\). a) Nutze diesen Trick für \(n=5\), um den Stammbruch \(\frac{1}{5}\) in eine Summe aus zwei verschiedenen Stammbrüchen zu zerlegen. b) Die Darstellung \(\frac{2}{5} = \frac{1}{5} + \frac{1}{5}\) war im alten Ägypten nicht erlaubt. Ersetze einen der beiden Brüche \(\frac{1}{5}\) durch dein Ergebnis aus Aufgabenteil a), um eine gültige Summe für \(\frac{2}{5}\) zu finden.

Denkanstöße

- Setze für \(n\) einfach die Zahl \(5\) in die gegebene Formel ein. - Was passiert, wenn du einen Teil einer Summe durch etwas Gleichwertiges austauschst? - Achte darauf, dass am Ende drei verschiedene Brüche in der Summe stehen.

Lösung

1. Anwendung der Formel für \(n=5\): Der erste neue Nenner ist \(5+1=6\), der zweite ist \(5 \cdot 6 = 30\). Somit gilt \(\frac{1}{5} = \frac{1}{6} + \frac{1}{30}\). 2. Ersetzung in der Summe: \(\frac{2}{5} = \frac{1}{5} + \frac{1}{5} = \frac{1}{5} + (\frac{1}{6} + \frac{1}{30})\). Die resultierende Summe aus drei verschiedenen Stammbrüchen ist \(\frac{1}{5} + \frac{1}{6} + \frac{1}{30}\).

Antwort

a) \(\frac{1}{5} = \frac{1}{6} + \frac{1}{30}\) b) \(\frac{2}{5} = \frac{1}{5} + \frac{1}{6} + \frac{1}{30}\)
4114336
Man kann einen Stammbruch immer in zwei kleinere Stammbrüche zerlegen. Es gilt zum Beispiel: \(\frac{1}{3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\) Nutze diese Information, um den Bruch \(\frac{2}{3}\) auf zwei verschiedene Arten als Summe von Stammbrüchen darzustellen: 1. Als Summe von zwei gleichen Stammbrüchen. 2. Als Summe von drei verschiedenen Stammbrüchen.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn du einen Kuchen in drei Teile schneidest und zwei davon nimmst? Wie lässt sich das als Summe schreiben? - Kannst du einen Teil deiner ersten Lösung durch etwas Gleichwertiges ersetzen, das im Text gegeben ist? - Achte darauf, dass in der zweiten Lösung alle Nenner unterschiedlich sein müssen.

Lösung

1. Darstellung als Summe von zwei gleichen Stammbrüchen: Da \(\frac{1}{3} + \frac{1}{3} = \frac{2}{3}\), ist die Lösung \(\frac{1}{3} + \frac{1}{3}\). 2. Darstellung als Summe von drei verschiedenen Stammbrüchen: Man ersetzt einen der Brüche \(\frac{1}{3}\) durch die gegebene Zerlegung \(\frac{1}{3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\). Damit ergibt sich \(\frac{2}{3} = \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\). Alle drei Stammbrüche sind verschieden.

Antwort

1. \(\frac{2}{3} = \frac{1}{3} + \frac{1}{3}\) 2. \(\frac{2}{3} = \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\)
4114386
Der Bruch \(\frac{3}{10}\) lässt sich auf verschiedene Weisen in zwei unterschiedliche Stammbrüche zerlegen. Hier sind zwei Möglichkeiten: Möglichkeit A: \(\frac{1}{4} + \frac{1}{20}\) Möglichkeit B: \(\frac{1}{5} + \frac{1}{10}\) a) Überprüfe durch Rechnung, ob beide Möglichkeiten korrekt sind. b) Bei einer sogenannten „gierigen Zerlegung“ beginnt man immer mit dem größtmöglichen Stammbruch, der gerade noch kleiner als der Ausgangsbruch ist. Welche der beiden Möglichkeiten (A oder B) folgt diesem Prinzip für den Bruch \(\frac{3}{10}\)? Begründe.

Denkanstöße

- Addiere die Brüche, indem du sie auf einen gemeinsamen Nenner bringst. - Vergleiche die Größe der ersten Brüche in beiden Summen. - Welcher Stammbruch liegt am nächsten an \(\frac{3}{10}\), ohne ihn zu überschreiten? - Wandle die Brüche zum Vergleich eventuell in Dezimalzahlen um.

Lösung

1. Überprüfung von A: \(\frac{1}{4} + \frac{1}{20} = \frac{5}{20} + \frac{1}{20} = \frac{6}{20}\). Kürzen mit \(2\) ergibt \(\frac{3}{10}\). Korrekt. 2. Überprüfung von B: \(\frac{1}{5} + \frac{1}{10} = \frac{2}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}\). Korrekt. 3. Vergleich der Startbrüche: In A ist der erste Bruch \(\frac{1}{4} = 0{,}25\). In B ist der erste Bruch \(\frac{1}{5} = 0{,}2\). 4. Prüfung auf „gierig“: Der nächstgrößere Stammbruch nach \(\frac{1}{4}\) wäre \(\frac{1}{3} \approx 0{,}333\). Da \(\frac{1}{3} > \frac{3}{10} = 0{,}3\), ist \(\frac{1}{4}\) tatsächlich der größte Stammbruch, der kleiner als \(\frac{3}{10}\) ist. 5. Ergebnis: Möglichkeit A ist die gierige Zerlegung, da \(\frac{1}{4} > \frac{1}{5}\).

Antwort

a) Beide Rechnungen sind korrekt, da \(\frac{5+1}{20} = \frac{6}{20} = \frac{3}{10}\) und \(\frac{2+1}{10} = \frac{3}{10}\). b) Möglichkeit A ist die gierige Zerlegung, da \(\frac{1}{4}\) größer ist als \(\frac{1}{5}\) und der größte Stammbruch ist, der noch kleiner als \(\frac{3}{10}\) ist (\(\frac{1}{3}\) wäre bereits zu groß).
4114396
Zerlege den Bruch \(\frac{3}{14}\) nach dem gierigen Verfahren in eine Summe von Stammbrüchen. Gehe dazu in zwei Schritten vor: 1. Bestimme den größten Stammbruch \(\frac{1}{k}\), der kleiner als \(\frac{3}{14}\) ist. 2. Berechne den Rest \(\frac{3}{14} - \frac{1}{k}\) und gib die vollständige Summe an.

Denkanstöße

- Wie oft passt die \(3\) in die \(14\)? Das hilft dir, den ersten Stammbruch zu finden. - Bringe die Brüche beim Subtrahieren auf den Hauptnenner (hier \(70\)). - Überprüfe am Ende, ob dein Ergebnis im Zähler eine \(1\) hat.

Lösung

1. Um den größten Stammbruch \(\frac{1}{k} < \frac{3}{14}\) zu finden, berechnen wir \(14 : 3 \approx 4{,}66\). Der kleinste ganzzahlige Nenner \(k\), für den der Stammbruch kleiner als das Original ist, muss also \(5\) sein. Somit ist \(\frac{1}{5}\) der größte passende Stammbruch. 2. Berechnung des Rests: \(\frac{3}{14} - \frac{1}{5} = \frac{3 \cdot 5}{14 \cdot 5} - \frac{1 \cdot 14}{5 \cdot 14} = \frac{15}{70} - \frac{14}{70} = \frac{1}{70}\). 3. Da \(\frac{1}{70}\) ein Stammbruch ist, lautet die Zerlegung: \(\frac{3}{14} = \frac{1}{5} + \frac{1}{70}\).

Antwort

\(\frac{3}{14} = \frac{1}{5} + \frac{1}{70}\)
4114426
Jeder Stammbruch lässt sich in eine Summe aus zwei anderen Stammbrüchen zerlegen, indem man die Regel \(\frac{1}{n} = \frac{1}{n+1} + \frac{1}{n \cdot (n+1)}\) nutzt. a) Wende diese Regel auf den Stammbruch \(\frac{1}{10}\) an. b) Man kann einen Stammbruch auch in eine Summe aus drei verschiedenen Stammbrüchen zerlegen, indem man die Regel wiederholt anwendet. Zeige dies am Beispiel von \(\frac{1}{3}\) und gib die drei Stammbrüche an.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn du in der Formel für \(n\) einfach die Zahl des Nenners einsetzt? - Wenn du ein Ganzes in zwei Teile teilst, kannst du dann einen dieser Teile nochmals teilen? - Achte darauf, dass am Ende drei Brüche mit dem Zähler 1 in einer Additionskette stehen.

Lösung

1. Teil a): Setze \(n = 10\) in die Formel ein. 2. Berechnung: \(\frac{1}{10} = \frac{1}{10+1} + \frac{1}{10 \cdot (10+1)} = \frac{1}{11} + \frac{1}{110}\). 3. Teil b): Wende die Regel zuerst auf \(\frac{1}{3}\) an (\(n=3\)): \(\frac{1}{3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{12}\). 4. Wende die Regel nun auf einen der neuen Brüche an, zum Beispiel auf \(\frac{1}{12}\) (\(n=12\)): \(\frac{1}{12} = \frac{1}{13} + \frac{1}{12 \cdot 13} = \frac{1}{13} + \frac{1}{156}\). 5. Setze dies in die erste Zerlegung ein: \(\frac{1}{3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{13} + \frac{1}{156}\). 6. Alternativ kann man \(\frac{1}{4}\) zerlegen: \(\frac{1}{4} = \frac{1}{5} + \frac{1}{20}\). Dann folgt: \(\frac{1}{3} = \frac{1}{5} + \frac{1}{20} + \frac{1}{12}\).

Antwort

a) \(\frac{1}{10} = \frac{1}{11} + \frac{1}{110}\) b) Eine mögliche Lösung ist \(\frac{1}{3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{13} + \frac{1}{156}\) (oder auch \(\frac{1}{3} = \frac{1}{5} + \frac{1}{20} + \frac{1}{12}\)).
4114456
Mit dem sogenannten „gierigen Verfahren“ kann man jeden Bruch in eine Summe von Stammbrüchen zerlegen. Dabei subtrahiert man immer den größtmöglichen Stammbruch, der gerade noch kleiner als (oder gleich) der aktuelle Wert ist. Beispiel \(\frac{2}{5}\): 1. Größter Stammbruch \(\le \frac{2}{5}\) ist \(\frac{1}{3}\) (da \(\frac{1}{2} > \frac{2}{5}\)). 2. Rest berechnen: \(\frac{2}{5} - \frac{1}{3} = \frac{6}{15} - \frac{5}{15} = \frac{1}{15}\). 3. Ergebnis: \(\frac{2}{5} = \frac{1}{3} + \frac{1}{15}\). Wende dieses Verfahren auf den Bruch \(\frac{4}{5}\) an, bis du eine Summe aus drei verschiedenen Stammbrüchen erhältst. Zeige deine Rechenschritte.

Denkanstöße

- Wie kannst du schnell prüfen, ob ein Stammbruch wie \(\frac{1}{3}\) kleiner ist als ein Bruch wie \(\frac{3}{10}\)? - Denk daran, bei jeder Subtraktion die Brüche zuerst auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen. - Was bedeutet „gierig“ in diesem Zusammenhang? Es bedeutet, so viel wie möglich auf einmal wegzunehmen.

Lösung

1. Bestimmung des ersten Stammbruchs für \(\frac{4}{5}\): Da \(\frac{1}{1} > \frac{4}{5}\) und \(\frac{1}{2} < \frac{4}{5}\), ist \(\frac{1}{2}\) der größte Stammbruch. 2. Erster Rest: \(\frac{4}{5} - \frac{1}{2} = \frac{8}{10} - \frac{5}{10} = \frac{3}{10}\). 3. Bestimmung des zweiten Stammbruchs für \(\frac{3}{10}\): \(\frac{1}{3} = \frac{10}{30} > \frac{9}{30} = \frac{3}{10}\), also zu groß. \(\frac{1}{4} = \frac{5}{20} < \frac{6}{20} = \frac{3}{10}\). Somit ist \(\frac{1}{4}\) der größte passende Stammbruch. 4. Zweiter Rest: \(\frac{3}{10} - \frac{1}{4} = \frac{6}{20} - \frac{5}{20} = \frac{1}{20}\). 5. Da der Rest \(\frac{1}{20}\) bereits ein Stammbruch ist, bricht das Verfahren ab. 6. Endergebnis: \(\frac{4}{5} = \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{20}\).

Antwort

Die Zerlegung lautet: \(\frac{4}{5} = \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{20}\).
4118406
Ein Stammbruch ist ein Bruch, bei dem der Zähler 1 ist (zum Beispiel \(\frac{1}{2}\) oder \(\frac{1}{10}\)). Jeder positive Bruch lässt sich als Summe von verschiedenen Stammbrüchen darstellen. Stelle den Bruch \(\frac{3}{4}\) als eine Summe aus genau drei verschiedenen Stammbrüchen dar.

Denkanstöße

- Was ist der größte Stammbruch (Zähler 1), der gerade noch in \(\frac{3}{4}\) passt? - Wenn du diesen größten Teil abgezogen hast, wie viel bleibt vom ursprünglichen Bruch noch übrig? - Kannst du den Rest nun in zwei weitere, noch kleinere Stammbrüche aufteilen? - Achte darauf, dass alle drei Nenner unterschiedlich sein müssen.

Lösung

1. Auswahl des größten Stammbruchs, der kleiner als \(\frac{3}{4}\) ist: \(\frac{1}{2}\). 2. Berechnung des verbleibenden Rests: \(\frac{3}{4} - \frac{1}{2} = \frac{3}{4} - \frac{2}{4} = \frac{1}{4}\). 3. Zerlegung des Rests \(\frac{1}{4}\) in zwei weitere unterschiedliche Stammbrüche. Da \(\frac{1}{4} = \frac{1}{5} + \frac{1}{x}\) sein soll, berechne \(\frac{1}{4} - \frac{1}{5} = \frac{5}{20} - \frac{4}{20} = \frac{1}{20}\). Somit ist \(x = 20\). 4. Die Summe der drei verschiedenen Stammbrüche lautet: \(\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{20}\). Alternative Lösung: Da \(\frac{1}{4} = \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\), ist auch \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\) korrekt.

Antwort

\(\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{20}\) (oder auch \(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12}\))

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